Гипотеза Рэлея-Джинса

Определить теоретическую зависимость на основе термодинамики и статистической физики оказалось трудной задачей. В конце прошлого столетия Рэлей и Джинс сделали такую попытку, исходя из требований статистической физики на основе представления от установления в модели абсолютно чёрного тела системы стоячих волн. Ими была получена формула для w - плотности энергииизлучения внутри сосуда, приходящуюся на интервал длин волн dλ;.

- формула Рэлея-Джинса

Формула Рэлея-Джинса приводит к абсурдному результату: интегральная равновесная плотность энергии w(T) с уменьшением длины волны получает ∞ большое значение. Этот результат, противоречащий опыту, получил название – «ультрафиолетовая катастрофа».

При увеличении частоты длина волны - уменьшается (происходит переход инфракрасного излучения в видимое и далее в ультрафиолетовое (УФ)).

 

 

Гипотеза Планка

14 декабря 1900 года (день рождения квантовой физики) Планку удалось получить теоретическую зависимость функции , совпадающую с экспериментом. Им было сделано предположение о том, что электромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций энергии (квантов), энергия которых:

или , где h – const Планка, , а - циклическая частота ()

1) - по Рэлею-Джинсу (теория не совпадает с экспериментом – "ультрафиолетовая катастрофа")

 

2) - по Планку (теория совпадает с экспериментом)

Формула Планка позволяет получить все экспериментальные законы излучения абсолютно чёрного тела.